本發(fā)明涉及不定形耐火材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種的綠色環(huán)保、強(qiáng)度高的干式振動(dòng)料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：干式振動(dòng)料是一種高科技?jí)A性不定形耐火材料，它是中間包工作襯的更新?lián)Q代產(chǎn)品。該料以優(yōu)質(zhì)鎂砂為主要原料，外加結(jié)合劑和添加劑，經(jīng)嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝控制加工而成。干式振動(dòng)料的主要成分是mgo，它對(duì)鋼水中非金屬夾雜物(如al2o3、sio2等)，有很強(qiáng)的吸附作用，從而凈化鋼液，提高鋼水的質(zhì)量。目前，傳統(tǒng)的干式振動(dòng)料多采用酚醛樹脂作為結(jié)合劑，普遍存在著強(qiáng)度低、使用壽命不高等情況。此外，由于酚醛樹脂中多含有游離酚、游離醛，其制得的干式振動(dòng)料具有一定的毒性，施工環(huán)境差，危害工人的身體健康。中國專利文獻(xiàn)上公開了一種“環(huán)保型干式振動(dòng)料”，其公告號(hào)為cn101921119a，該發(fā)明采用酚醛樹脂為結(jié)合劑，烏洛托品為固化劑，制得的環(huán)保型干式具有高振動(dòng)抗折性與耐壓強(qiáng)度。但是，該發(fā)明并沒有解決干式振動(dòng)料中由于酚醛樹脂造成的游離醛污染問題。因此，如何在確保干式振動(dòng)料優(yōu)異性能的前提下提高材料的安全性是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明為了克服現(xiàn)有干式振動(dòng)料污染環(huán)境、強(qiáng)度低的問題，提供了一種綠色環(huán)保、強(qiáng)度高的干式振動(dòng)料。本發(fā)明還提供了一種工藝簡單、成本低的干式振動(dòng)料的制備方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種干式振動(dòng)料，所述干式振動(dòng)料由以下重量份的原料制成：電熔鎂砂60～85份，復(fù)合結(jié)合劑12.5～15.5份，碳酸鈣粉5～10份，氫氧化鋁微粉5～10份和稀土化合物0.5～2份。選取電熔鎂砂作為主要原料，其雜質(zhì)含量低，具有更好的抗鋼渣浸蝕性，其主要成分為mgo，它對(duì)鋼水中非金屬夾雜物有很強(qiáng)的吸附作用，能夠凈化鋼液，提高鋼水的質(zhì)量。在體系中加入適量的氫氧化鋁微粉(平均粒徑10μm)，其在烘烤過程中可以分解生成活性氧化鋁和水蒸氣，在該過程中，水蒸氣可以對(duì)干式振動(dòng)料內(nèi)部的顆粒表面進(jìn)行潤濕，使得其中的電熔鎂砂和結(jié)合劑表面水化，使部分結(jié)合劑熔解、擴(kuò)散，與電熔鎂砂表面產(chǎn)生結(jié)合作用，增強(qiáng)干式振動(dòng)料的耐火性能與使用強(qiáng)度。此外，在干式振動(dòng)料中添加適量的氫氧化鋁，基于氫氧化鋁脫水產(chǎn)生的體積收縮效應(yīng)，能夠減少干式振動(dòng)料在高溫?zé)Y(jié)后產(chǎn)生的殘余膨脹，確保使用后容易拆包、翻包，延長使用壽命。作為優(yōu)選，所述稀土化合物為三氧化二鈰、硝酸銪、氯化鑭中的一種或幾種。本發(fā)明在干式振動(dòng)料的組份中加入稀土化合物，可以引入少量的稀土元素，稀土元素具有優(yōu)異的延展性，有利于增強(qiáng)干式振動(dòng)料的抗彎強(qiáng)度和耐熱震性。主要原理如下：稀土元素有未充滿的4f電子，可以吸收或發(fā)射從紫外、可見到紅外光區(qū)不同波長的光，發(fā)射每種光區(qū)的范圍小，加入少量稀土，可以確保干式振動(dòng)料具有優(yōu)異的抗彎強(qiáng)度和耐熱震性，提高其抗?jié)B透損壞性，延長中間包的使用壽命。作為優(yōu)選，所述復(fù)合結(jié)合劑由以下重量份的原料制成：酚醛樹脂7～8份，無水乙醇5～6份，十硼酸鈉0.45～1份，甲醛捕捉劑0.05～0.5份，所述甲醛捕捉劑為含有伯胺基團(tuán)的化合物。十硼酸鈉容易溶解在酚醛樹脂溶液中，能夠與酚醛樹脂混合均勻。當(dāng)溫度高于120℃，十硼酸鈉部分參與酚醛樹脂的固化，能夠大大提高酚醛樹脂的耐熱性，從而提高干式振動(dòng)料的熱穩(wěn)定性和強(qiáng)度。使用甲醛捕捉劑能夠有效地降低體系中游離醛的含量，降低干式振動(dòng)料的毒性，使其更為綠色環(huán)保，使用安全性得到提高。作為優(yōu)選，所述甲醛捕捉劑具有下式：r-nh2，其中，r選自-oh，-ch2-ch2-so3h，-ch2(cooh)和-ch(cooh)(ch2ch2conh2)中的一種或幾種。本發(fā)明的干式振動(dòng)料采用復(fù)合結(jié)合劑，該復(fù)合結(jié)合劑為加入甲醛捕捉劑的改性酚醛樹脂，甲醛捕捉劑具有伯胺基團(tuán)，可以有效降低體系中的游離醛。其原理為：酸性條件下，甲醛捕捉劑中的伯胺基團(tuán)與酚醛樹脂中游離醛的羰基在45～60℃條件下可以發(fā)生親核加成反應(yīng)生成rnhch2oh，該結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性很差，可以迅速脫水生成rnh＝ch2，并互相之間發(fā)生縮合反應(yīng)，形成聚合物交聯(lián)劑。該反應(yīng)一方面可以減少體系中游離醛的含量，另一方面可以生成網(wǎng)絡(luò)狀的聚合物交聯(lián)劑，可以對(duì)酚醛樹脂改性增韌，提高其耐熱性能和粘結(jié)性。本發(fā)明以該復(fù)合結(jié)合劑制得的干式振動(dòng)料中游離醛的含量可以大大降低，更為安全、綠色環(huán)保，同時(shí)復(fù)合結(jié)合劑的增韌效果大大增加了干式振動(dòng)料的熱震穩(wěn)定性，從而提高其使用強(qiáng)度。作為優(yōu)選，所述電熔鎂砂的顆粒分級(jí)為：粒徑為1～3mm的電熔鎂砂占20～35份，粒徑為0.088～1mm的電熔鎂砂占25～30份，粒徑＜0.064mm的電熔鎂砂占15～20份。采用精細(xì)的顆粒配比，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)室大量堆積實(shí)驗(yàn)得到本發(fā)明的顆粒配比，既能夠接近最緊密堆積，又在施工過程中不發(fā)生粒度偏析，制得的干式振動(dòng)料體積密度大，性能良好，穩(wěn)定性高。作為優(yōu)選，所述碳酸鈣粉的粒徑小于5μm，所述碳酸鈣粉中caco3的質(zhì)量百分含量不少于95％。本發(fā)明加入粒徑較小的碳酸鈣粉，成本低，能夠進(jìn)一步填充電熔鎂砂之間的孔隙，使得干式振動(dòng)料的堆積更加緊密，提高了干式振動(dòng)料的抗渣性能，此外，碳酸鈣分解生成的氧化鈣有利于凈化鋼水。一種干式振動(dòng)料的制備方法，包括以下步驟：(1)按照上述配比對(duì)電熔鎂砂，復(fù)合結(jié)合劑，氫氧化鋁微粉，碳酸鈣粉和稀土化合物進(jìn)行稱量；(2)將電熔鎂砂按照上述顆粒分級(jí)加工成以下粒徑規(guī)格：1～3mm，0.088～1mm和＜0.064mm；(3)將復(fù)合結(jié)合劑，氫氧化鋁微粉，碳酸鈣粉和稀土化合物一起加入到混合機(jī)中混合25～30min，得到混合粉，備用；(4)將步驟(2)得到的電熔鎂砂與步驟(3)得到的混合粉加入強(qiáng)制攪拌機(jī)中混合5～7min，進(jìn)行分裝得到干式振動(dòng)料成品。本發(fā)明具有如下有益效果：(1)加入稀土元素有效提高了干式振動(dòng)料的耐熱震性和使用強(qiáng)度；(2)使用含甲醛捕捉劑的復(fù)合結(jié)合劑，有效降低干式振動(dòng)料中游離醛的含量，綠色環(huán)保，安全性能高；(3)原料成本低，制備工藝簡單，生產(chǎn)周期短，易于大規(guī)模生產(chǎn)制備。具體實(shí)施方式下面通過具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。在本發(fā)明中，若非特指，所有設(shè)備和原料均可從市場(chǎng)購得或是本行業(yè)常用的，下述實(shí)施例中的方法，如無特別說明，均為本領(lǐng)域常規(guī)方法。實(shí)施例1(1)按照以下配比進(jìn)行稱料：電熔鎂砂60kg，復(fù)合結(jié)合劑12.5kg(酚醛樹脂7kg，無水乙醇5kg，十硼酸鈉0.45kg，0.05kg的h2n-ch2-ch2-so3h)，氫氧化鋁微粉5kg，碳酸鈣粉(粒徑＜5μm，caco3≥95％)5kg和三氧化二鈰0.5kg；(2)將電熔鎂砂按照以下顆粒分級(jí)加工成以下粒徑規(guī)格：1～3mm的電熔鎂砂20kg，粒徑為0.088～1mm的電熔鎂砂25kg，粒徑＜0.064mm的電熔鎂砂15kg；(3)將復(fù)合結(jié)合劑，氫氧化鋁微粉，碳酸鈣粉和三氧化二鈰一起加入到混合機(jī)中混合25min，得到混合粉，備用；(4)將步驟(2)得到的電熔鎂砂與步驟(3)得到的混合粉加入強(qiáng)制攪拌機(jī)中混合5min，進(jìn)行分裝得到干式振動(dòng)料成品。實(shí)施例2(1)按照以下配比進(jìn)行稱料：電熔鎂砂85kg，復(fù)合結(jié)合劑15.5kg(酚醛樹脂8kg，無水乙醇6kg，十硼酸鈉1kg，0.3g的h2n-ch(cooh)(ch2ch2conh2)，0.2g的nh2oh)，氫氧化鋁微粉10kg，碳酸鈣粉(粒徑＜5μm，caco3≥95％)5kg，硝酸銪1.5kg和氯化鑭0.5kg；(2)將電熔鎂砂按照以下顆粒分級(jí)加工成以下粒徑規(guī)格：1～3mm的電熔鎂砂35kg，粒徑為0.088～1mm的電熔鎂砂30kg，粒徑＜0.064mm的電熔鎂砂20kg；(3)將復(fù)合結(jié)合劑，氫氧化鋁微粉，碳酸鈣粉，硝酸銪和氯化鑭一起加入到混合機(jī)中混合30min，得到混合粉，備用；(4)將步驟(2)得到的電熔鎂砂與步驟(3)得到的混合粉加入強(qiáng)制攪拌機(jī)中混合7min，進(jìn)行分裝得到干式振動(dòng)料成品。實(shí)施例3(1)按照以下配比進(jìn)行稱料：電熔鎂砂70kg，復(fù)合結(jié)合劑15.5kg(酚醛樹脂7.5kg，無水乙醇5.5kg，十硼酸鈉0.6kg，0.2g的h2n-ch2(cooh)，0.1gnh2oh)，氫氧化鋁微粉8kg，碳酸鈣粉(粒徑＜5μm，caco3≥95％)7kg，三氧化二鈰0.3kg和氯化鑭0.7kg；(2)將電熔鎂砂按照以下顆粒分級(jí)加工成以下粒徑規(guī)格：1～3mm的電熔鎂砂25kg，粒徑為0.088～1mm的電熔鎂砂27kg，粒徑＜0.064mm的電熔鎂砂18kg；(3)將復(fù)合結(jié)合劑，氫氧化鋁微粉，碳酸鈣粉，硝酸銪和氯化鑭一起加入到混合機(jī)中混合26min，得到混合粉，備用；(4)將步驟(2)得到的電熔鎂砂與步驟(3)得到的混合粉加入強(qiáng)制攪拌機(jī)中混合6min，進(jìn)行分裝得到干式振動(dòng)料成品。對(duì)比例對(duì)比例采用市售干式振動(dòng)料，該市售干式振動(dòng)料采用傳統(tǒng)的酚醛樹脂作為結(jié)合劑，其配方組分中未添加稀土化合物。對(duì)實(shí)施例1-3和對(duì)比例的干式振動(dòng)料的理化指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果如表1所示。表1.理化指標(biāo)結(jié)果實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3對(duì)比例游離醛，wt％0.30.20.55體積密度，g/cm32.232.132.352.18熱震穩(wěn)定性(1100℃，次)28263020由表1可以看出，本發(fā)明制得的干式振動(dòng)料相對(duì)于市售干式振動(dòng)料具有較低的游離醛，更為綠色環(huán)保；具有較高的熱震穩(wěn)定性和耐壓強(qiáng)度，大大提升了干式振動(dòng)料的使用強(qiáng)度。本發(fā)明加入稀土元素有效提高了干式振動(dòng)料的耐熱震性和使用強(qiáng)度；使用含甲醛捕捉劑的復(fù)合結(jié)合劑，有效降低干式振動(dòng)料中游離醛的含量，綠色環(huán)保，安全性能高；原料成本低，制備工藝簡單，生產(chǎn)周期短，易于大規(guī)模生產(chǎn)制備。當(dāng)前第1頁12